Merge git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/davem/sparc-2.6
[linux-2.6.git] / arch / x86 / kernel / process_32.c
1 /*
2  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
3  *
4  *  Pentium III FXSR, SSE support
5  *      Gareth Hughes <gareth@valinux.com>, May 2000
6  */
7
8 /*
9  * This file handles the architecture-dependent parts of process handling..
10  */
11
12 #include <linux/stackprotector.h>
13 #include <linux/cpu.h>
14 #include <linux/errno.h>
15 #include <linux/sched.h>
16 #include <linux/fs.h>
17 #include <linux/kernel.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/elfcore.h>
20 #include <linux/smp.h>
21 #include <linux/stddef.h>
22 #include <linux/slab.h>
23 #include <linux/vmalloc.h>
24 #include <linux/user.h>
25 #include <linux/interrupt.h>
26 #include <linux/delay.h>
27 #include <linux/reboot.h>
28 #include <linux/init.h>
29 #include <linux/mc146818rtc.h>
30 #include <linux/module.h>
31 #include <linux/kallsyms.h>
32 #include <linux/ptrace.h>
33 #include <linux/personality.h>
34 #include <linux/tick.h>
35 #include <linux/percpu.h>
36 #include <linux/prctl.h>
37 #include <linux/ftrace.h>
38 #include <linux/uaccess.h>
39 #include <linux/io.h>
40 #include <linux/kdebug.h>
41
42 #include <asm/pgtable.h>
43 #include <asm/system.h>
44 #include <asm/ldt.h>
45 #include <asm/processor.h>
46 #include <asm/i387.h>
47 #include <asm/desc.h>
48 #ifdef CONFIG_MATH_EMULATION
49 #include <asm/math_emu.h>
50 #endif
51
52 #include <linux/err.h>
53
54 #include <asm/tlbflush.h>
55 #include <asm/cpu.h>
56 #include <asm/idle.h>
57 #include <asm/syscalls.h>
58 #include <asm/ds.h>
59 #include <asm/debugreg.h>
60
61 asmlinkage void ret_from_fork(void) __asm__("ret_from_fork");
62
63 /*
64  * Return saved PC of a blocked thread.
65  */
66 unsigned long thread_saved_pc(struct task_struct *tsk)
67 {
68         return ((unsigned long *)tsk->thread.sp)[3];
69 }
70
71 #ifndef CONFIG_SMP
72 static inline void play_dead(void)
73 {
74         BUG();
75 }
76 #endif
77
78 /*
79  * The idle thread. There's no useful work to be
80  * done, so just try to conserve power and have a
81  * low exit latency (ie sit in a loop waiting for
82  * somebody to say that they'd like to reschedule)
83  */
84 void cpu_idle(void)
85 {
86         int cpu = smp_processor_id();
87
88         /*
89          * If we're the non-boot CPU, nothing set the stack canary up
90          * for us.  CPU0 already has it initialized but no harm in
91          * doing it again.  This is a good place for updating it, as
92          * we wont ever return from this function (so the invalid
93          * canaries already on the stack wont ever trigger).
94          */
95         boot_init_stack_canary();
96
97         current_thread_info()->status |= TS_POLLING;
98
99         /* endless idle loop with no priority at all */
100         while (1) {
101                 tick_nohz_stop_sched_tick(1);
102                 while (!need_resched()) {
103
104                         check_pgt_cache();
105                         rmb();
106
107                         if (cpu_is_offline(cpu))
108                                 play_dead();
109
110                         local_irq_disable();
111                         /* Don't trace irqs off for idle */
112                         stop_critical_timings();
113                         pm_idle();
114                         start_critical_timings();
115                 }
116                 tick_nohz_restart_sched_tick();
117                 preempt_enable_no_resched();
118                 schedule();
119                 preempt_disable();
120         }
121 }
122
123 void __show_regs(struct pt_regs *regs, int all)
124 {
125         unsigned long cr0 = 0L, cr2 = 0L, cr3 = 0L, cr4 = 0L;
126         unsigned long d0, d1, d2, d3, d6, d7;
127         unsigned long sp;
128         unsigned short ss, gs;
129
130         if (user_mode_vm(regs)) {
131                 sp = regs->sp;
132                 ss = regs->ss & 0xffff;
133                 gs = get_user_gs(regs);
134         } else {
135                 sp = kernel_stack_pointer(regs);
136                 savesegment(ss, ss);
137                 savesegment(gs, gs);
138         }
139
140         show_regs_common();
141
142         printk(KERN_DEFAULT "EIP: %04x:[<%08lx>] EFLAGS: %08lx CPU: %d\n",
143                         (u16)regs->cs, regs->ip, regs->flags,
144                         smp_processor_id());
145         print_symbol("EIP is at %s\n", regs->ip);
146
147         printk(KERN_DEFAULT "EAX: %08lx EBX: %08lx ECX: %08lx EDX: %08lx\n",
148                 regs->ax, regs->bx, regs->cx, regs->dx);
149         printk(KERN_DEFAULT "ESI: %08lx EDI: %08lx EBP: %08lx ESP: %08lx\n",
150                 regs->si, regs->di, regs->bp, sp);
151         printk(KERN_DEFAULT " DS: %04x ES: %04x FS: %04x GS: %04x SS: %04x\n",
152                (u16)regs->ds, (u16)regs->es, (u16)regs->fs, gs, ss);
153
154         if (!all)
155                 return;
156
157         cr0 = read_cr0();
158         cr2 = read_cr2();
159         cr3 = read_cr3();
160         cr4 = read_cr4_safe();
161         printk(KERN_DEFAULT "CR0: %08lx CR2: %08lx CR3: %08lx CR4: %08lx\n",
162                         cr0, cr2, cr3, cr4);
163
164         get_debugreg(d0, 0);
165         get_debugreg(d1, 1);
166         get_debugreg(d2, 2);
167         get_debugreg(d3, 3);
168         printk(KERN_DEFAULT "DR0: %08lx DR1: %08lx DR2: %08lx DR3: %08lx\n",
169                         d0, d1, d2, d3);
170
171         get_debugreg(d6, 6);
172         get_debugreg(d7, 7);
173         printk(KERN_DEFAULT "DR6: %08lx DR7: %08lx\n",
174                         d6, d7);
175 }
176
177 void release_thread(struct task_struct *dead_task)
178 {
179         BUG_ON(dead_task->mm);
180         release_vm86_irqs(dead_task);
181 }
182
183 /*
184  * This gets called before we allocate a new thread and copy
185  * the current task into it.
186  */
187 void prepare_to_copy(struct task_struct *tsk)
188 {
189         unlazy_fpu(tsk);
190 }
191
192 int copy_thread(unsigned long clone_flags, unsigned long sp,
193         unsigned long unused,
194         struct task_struct *p, struct pt_regs *regs)
195 {
196         struct pt_regs *childregs;
197         struct task_struct *tsk;
198         int err;
199
200         childregs = task_pt_regs(p);
201         *childregs = *regs;
202         childregs->ax = 0;
203         childregs->sp = sp;
204
205         p->thread.sp = (unsigned long) childregs;
206         p->thread.sp0 = (unsigned long) (childregs+1);
207
208         p->thread.ip = (unsigned long) ret_from_fork;
209
210         task_user_gs(p) = get_user_gs(regs);
211
212         p->thread.io_bitmap_ptr = NULL;
213         tsk = current;
214         err = -ENOMEM;
215
216         memset(p->thread.ptrace_bps, 0, sizeof(p->thread.ptrace_bps));
217
218         if (unlikely(test_tsk_thread_flag(tsk, TIF_IO_BITMAP))) {
219                 p->thread.io_bitmap_ptr = kmemdup(tsk->thread.io_bitmap_ptr,
220                                                 IO_BITMAP_BYTES, GFP_KERNEL);
221                 if (!p->thread.io_bitmap_ptr) {
222                         p->thread.io_bitmap_max = 0;
223                         return -ENOMEM;
224                 }
225                 set_tsk_thread_flag(p, TIF_IO_BITMAP);
226         }
227
228         err = 0;
229
230         /*
231          * Set a new TLS for the child thread?
232          */
233         if (clone_flags & CLONE_SETTLS)
234                 err = do_set_thread_area(p, -1,
235                         (struct user_desc __user *)childregs->si, 0);
236
237         if (err && p->thread.io_bitmap_ptr) {
238                 kfree(p->thread.io_bitmap_ptr);
239                 p->thread.io_bitmap_max = 0;
240         }
241
242         clear_tsk_thread_flag(p, TIF_DS_AREA_MSR);
243         p->thread.ds_ctx = NULL;
244
245         clear_tsk_thread_flag(p, TIF_DEBUGCTLMSR);
246         p->thread.debugctlmsr = 0;
247
248         return err;
249 }
250
251 void
252 start_thread(struct pt_regs *regs, unsigned long new_ip, unsigned long new_sp)
253 {
254         set_user_gs(regs, 0);
255         regs->fs                = 0;
256         set_fs(USER_DS);
257         regs->ds                = __USER_DS;
258         regs->es                = __USER_DS;
259         regs->ss                = __USER_DS;
260         regs->cs                = __USER_CS;
261         regs->ip                = new_ip;
262         regs->sp                = new_sp;
263         /*
264          * Free the old FP and other extended state
265          */
266         free_thread_xstate(current);
267 }
268 EXPORT_SYMBOL_GPL(start_thread);
269
270
271 /*
272  *      switch_to(x,yn) should switch tasks from x to y.
273  *
274  * We fsave/fwait so that an exception goes off at the right time
275  * (as a call from the fsave or fwait in effect) rather than to
276  * the wrong process. Lazy FP saving no longer makes any sense
277  * with modern CPU's, and this simplifies a lot of things (SMP
278  * and UP become the same).
279  *
280  * NOTE! We used to use the x86 hardware context switching. The
281  * reason for not using it any more becomes apparent when you
282  * try to recover gracefully from saved state that is no longer
283  * valid (stale segment register values in particular). With the
284  * hardware task-switch, there is no way to fix up bad state in
285  * a reasonable manner.
286  *
287  * The fact that Intel documents the hardware task-switching to
288  * be slow is a fairly red herring - this code is not noticeably
289  * faster. However, there _is_ some room for improvement here,
290  * so the performance issues may eventually be a valid point.
291  * More important, however, is the fact that this allows us much
292  * more flexibility.
293  *
294  * The return value (in %ax) will be the "prev" task after
295  * the task-switch, and shows up in ret_from_fork in entry.S,
296  * for example.
297  */
298 __notrace_funcgraph struct task_struct *
299 __switch_to(struct task_struct *prev_p, struct task_struct *next_p)
300 {
301         struct thread_struct *prev = &prev_p->thread,
302                                  *next = &next_p->thread;
303         int cpu = smp_processor_id();
304         struct tss_struct *tss = &per_cpu(init_tss, cpu);
305         bool preload_fpu;
306
307         /* never put a printk in __switch_to... printk() calls wake_up*() indirectly */
308
309         /*
310          * If the task has used fpu the last 5 timeslices, just do a full
311          * restore of the math state immediately to avoid the trap; the
312          * chances of needing FPU soon are obviously high now
313          */
314         preload_fpu = tsk_used_math(next_p) && next_p->fpu_counter > 5;
315
316         __unlazy_fpu(prev_p);
317
318         /* we're going to use this soon, after a few expensive things */
319         if (preload_fpu)
320                 prefetch(next->xstate);
321
322         /*
323          * Reload esp0.
324          */
325         load_sp0(tss, next);
326
327         /*
328          * Save away %gs. No need to save %fs, as it was saved on the
329          * stack on entry.  No need to save %es and %ds, as those are
330          * always kernel segments while inside the kernel.  Doing this
331          * before setting the new TLS descriptors avoids the situation
332          * where we temporarily have non-reloadable segments in %fs
333          * and %gs.  This could be an issue if the NMI handler ever
334          * used %fs or %gs (it does not today), or if the kernel is
335          * running inside of a hypervisor layer.
336          */
337         lazy_save_gs(prev->gs);
338
339         /*
340          * Load the per-thread Thread-Local Storage descriptor.
341          */
342         load_TLS(next, cpu);
343
344         /*
345          * Restore IOPL if needed.  In normal use, the flags restore
346          * in the switch assembly will handle this.  But if the kernel
347          * is running virtualized at a non-zero CPL, the popf will
348          * not restore flags, so it must be done in a separate step.
349          */
350         if (get_kernel_rpl() && unlikely(prev->iopl != next->iopl))
351                 set_iopl_mask(next->iopl);
352
353         /*
354          * Now maybe handle debug registers and/or IO bitmaps
355          */
356         if (unlikely(task_thread_info(prev_p)->flags & _TIF_WORK_CTXSW_PREV ||
357                      task_thread_info(next_p)->flags & _TIF_WORK_CTXSW_NEXT))
358                 __switch_to_xtra(prev_p, next_p, tss);
359
360         /* If we're going to preload the fpu context, make sure clts
361            is run while we're batching the cpu state updates. */
362         if (preload_fpu)
363                 clts();
364
365         /*
366          * Leave lazy mode, flushing any hypercalls made here.
367          * This must be done before restoring TLS segments so
368          * the GDT and LDT are properly updated, and must be
369          * done before math_state_restore, so the TS bit is up
370          * to date.
371          */
372         arch_end_context_switch(next_p);
373
374         if (preload_fpu)
375                 __math_state_restore();
376
377         /*
378          * Restore %gs if needed (which is common)
379          */
380         if (prev->gs | next->gs)
381                 lazy_load_gs(next->gs);
382
383         percpu_write(current_task, next_p);
384
385         return prev_p;
386 }
387
388 #define top_esp                (THREAD_SIZE - sizeof(unsigned long))
389 #define top_ebp                (THREAD_SIZE - 2*sizeof(unsigned long))
390
391 unsigned long get_wchan(struct task_struct *p)
392 {
393         unsigned long bp, sp, ip;
394         unsigned long stack_page;
395         int count = 0;
396         if (!p || p == current || p->state == TASK_RUNNING)
397                 return 0;
398         stack_page = (unsigned long)task_stack_page(p);
399         sp = p->thread.sp;
400         if (!stack_page || sp < stack_page || sp > top_esp+stack_page)
401                 return 0;
402         /* include/asm-i386/system.h:switch_to() pushes bp last. */
403         bp = *(unsigned long *) sp;
404         do {
405                 if (bp < stack_page || bp > top_ebp+stack_page)
406                         return 0;
407                 ip = *(unsigned long *) (bp+4);
408                 if (!in_sched_functions(ip))
409                         return ip;
410                 bp = *(unsigned long *) bp;
411         } while (count++ < 16);
412         return 0;
413 }
414